Análise da temperatura de laminação na microestrutura e propriedades de peças forjadas de titânio

A qualidade deforjamentos de titânio determina diretamente a confiabilidade do serviço. Como parâmetro central do processo de trabalho a quente, a temperatura de laminação afeta profundamente as propriedades mecânicas finais dos produtos, regulando o comportamento da transformação de fase e a evolução microestrutural dentro dos forjados.

 

 

A estrutura cristalina das ligas de titânio muda com a temperatura, com um ponto crítico de transformação de fase / (885 ~ 900 graus para titânio comercialmente puro e 980 ~ 1010 graus para liga Gr5). Com base nisso, a laminação é dividida em três categorias: zona de fase, zona + fase e zona crítica, com diferenças significativas na evolução microestrutural e nas propriedades.

 

1. β Phase Zone Rolling (>Ponto de transformação de fase)

O tarugo consiste em fase cúbica de corpo centrado (BCC), apresentando baixa resistência à deformação e boa plasticidade, tornando-o adequado para processamento de grandes-deformações. Os lingotes podem sofrer deformação grande de 70% a 80% para quebrar grãos grossos e formar uma estrutura fibrosa uniforme. No entanto, a martensita acicular é propensa a se formar após o resfriamento, levando a um desequilíbrio entre resistência, plasticidade e tenacidade, o que requer otimização subsequente do tratamento térmico.

 

2. + Rolamento de Zona de Fase (< Phase Transformation Point)

Este é o intervalo de laminação do núcleo para peças forjadas acabadas, principalmente controlado em 30~50 graus abaixo do ponto de transformação de fase (por exemplo, 950~800 graus para forjamento em matriz Gr5). O material consiste em uma fase dupla de fase hexagonal compactada (HCP) e fase BCC. A deformação é acompanhada pela fragmentação do grão e refinamento/esferoidização da fase, possibilitando a formação de uma estrutura ideal de fase equiaxial + fase lamelar -transformada, que equilibra resistência e plasticidade.

 

3. Rolamento da Zona Crítica (Próximo ao Ponto de Transformação de Fase)

A estrutura é mista e irregular, resultando em propriedades de forjamento propensas-a-flutuações. Não é recomendado sem requisitos especiais.

 

 

 

 

1. Rolamento de Zona de Fase

A martensita acicular se forma após o resfriamento, resultando em alta resistência, mas baixa plasticidade e tenacidade. A deformação insuficiente tende a reter os contornos de grão originais e gerar uma fase contínua de contorno de grão, reduzindo a tenacidade, causando concentração de tensões e afetando a segurança do serviço.

 

2. + Rolamento de Zona de Fase

Esta é a escolha ideal para equilibrar resistência e plasticidade. O controle razoável da temperatura pode refinar os grãos e otimizar a composição das fases para melhorar as propriedades.

 

3. Uniformidade de propriedade

Peças forjadas-de grande porte são propensas a diferenças na estrutura/propriedades-do núcleo da superfície devido a gradientes de temperatura. A otimização dos sistemas de temperatura (por exemplo, laminação de-passagens múltiplas) pode melhorar isso.

 

 

Ligas de titânio 1. -tipo e próximo{1}}de tipo

A quebra do lingote requer uma temperatura de zona de fase relativamente alta (1180 ~ 900 graus) para reduzir a resistência à deformação e melhorar a produtividade. A pré-formação e o forjamento precisam ser reduzidos à zona de fase + para garantir boas propriedades microestruturais. Estas ligas são altamente sensíveis à temperatura de laminação; temperaturas excessivamente altas levam facilmente ao crescimento dos grãos, enquanto temperaturas excessivamente baixas aumentam a resistência à deformação e são propensas a rachaduras.

 

2. + -Tipo de ligas de titânio (por exemplo, Gr5)

Por serem o tipo mais utilizado, possuem uma ampla faixa de temperatura de laminação, mas os forjados acabados devem ser rigorosamente controlados na zona da fase +. Tomando Gr5 como exemplo, a temperatura de ruptura do lingote é de 1200 ~ 850 graus (zona de fase), a temperatura de pré-formação é de 1000 ~ 800 graus (zona de fase + perto do ponto de transformação de fase) e a temperatura de forjamento é de 950 ~ 800 graus (zona de fase + típica). Por meio do controle de temperatura em vários-estágios, a eficiência do processamento e o desempenho do produto são equilibrados.

 

3. Ligas de titânio quase- -do tipo

Essas ligas têm baixa temperatura de transformação de fase e podem ser laminadas em uma ampla faixa de temperatura, mas devem ser evitadas temperaturas excessivamente altas que causam crescimento excessivo de grãos. Eles geralmente são laminados na zona da fase + para obter uma estrutura que equilibre resistência e tenacidade.

 

 

1. Localização precisa da temperatura de transformação de fase

Determine o ponto de transformação de fase / de ligas específicas através de experimentos de expansão térmica ou análise metalográfica para dividir a zona de fase e a zona de fase +, evitando defeitos microestruturais causados ​​por erro de julgamento de intervalos.

 

2. Selecione intervalos contínuos conforme necessário

Priorize a rolagem de grandes-deformações na zona de fase para quebra do lingote para melhorar a estrutura original e priorize a zona de fase + para peças forjadas acabadas para equilibrar resistência e plasticidade. Para peças forjadas que exigem alta tenacidade, a temperatura de laminação na zona da fase + pode ser reduzida adequadamente para refinar os grãos.

 

3. Otimize o controle do gradiente de temperatura

Adote "laminação rápida-de baixa temperatura" ou "laminação-de múltiplas passagens" para peças forjadas de-tamanho grande para reduzir a diferença de temperatura-do núcleo da superfície e melhorar a uniformidade das propriedades.

 

4. Sinergize com o tratamento térmico subsequente

Recozir após a laminação da zona de fase para refinar a estrutura acicular e realizar o envelhecimento da solução após a laminação da zona de fase + para melhorar ainda mais a resistência.

 

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